(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも片面に、応力緩和層と、少なくとも珪素と酸素を有する化合物を含有するガスバリア層とを、この順に有するガスバリア性フィルムであって、該応力緩和層の熱膨張係数が（０．５〜２０）×１０−６／℃であり、該基材の１５０℃、３０分における熱収縮率が０．１％以下であり、該ガスバリア層の熱膨張係数が（０．５〜５）×１０−６／℃であり、かつ、該応力緩和層の熱膨張係数＞該ガスバリア層の熱膨張係数の関係を満たすことを特徴とするガスバリア性フィルム。
【請求項２】
前記基材が、熱安定化した二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであることを特徴とする請求項１記載のガスバリア性フィルム。
【請求項３】
前記応力緩和層の熱膨張係数が、（０．５〜１０）×１０−６／℃であることを特徴とする請求項１又は２記載のガスバリア性フィルム。
【請求項４】
前記応力緩和層の熱膨張係数が、（０．５〜５）×１０−６／℃であることを特徴とする請求項１又は２記載のガスバリア性フィルム。
【請求項５】
前記応力緩和層が２層以上あって、かつ、少なくとも基材側の１層の熱膨張係数が（１０〜２０）×１０−６／℃であり、ガスバリア層側の１層の熱膨張係数が（０．５〜１０）×１０−６／℃であり、更に、該基材側の応力緩和層の熱膨張係数の方が該ガスバリア層側の熱膨張係数より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のガスバリア性フィルム。
【請求項６】
前記応力緩和層が、無機物を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のガスバリア性フィルム。
【請求項７】
前記無機物が、少なくとも酸化珪素、窒化酸化珪素、炭化酸化珪素から選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項６記載のガスバリア性フィルム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載のガスバリア性フィルムのガスバリア層が、ポリシラザン含有液を、基材の上に塗布して塗布膜を形成した後に、１８０ｎｍ以下の波長成分を有する真空紫外線の照射処理を施したガスバリア層であることを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に電子デバイス（有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）、液晶素子）等のパッケージ、または有機光電変換素子（有機太陽電池）や有機エレクトロル等のプラスチック基材といったディスプレイ材料に用いられるガスバリア性フィルムおよび該ガスバリア性フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラスチック基材やフィルムの表面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物の薄膜を形成したガスバリアフィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、食品や工業用品および医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。
【０００３】
また、包装用途以外にも液晶表示素子、光電変換素子（太陽電池）、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）基材等使用されている。
【０００４】
この様な分野での包装材料としてアルミ箔等が広く用いられているが、使用後の廃棄処理が問題となっているほか、基本的には不透明であり、外から内容物を確認することができないという課題を抱えており、更に、太陽電池や有機ＥＬのフロント側用途の材料では透明性が求められており、適用することができない。
【０００５】
特に、液晶表示素子、有機ＥＬ素子、光電変換素子などへの応用が進んでいる透明基材には、近年、軽量化、大型化という要求に加え、ロール・トゥ・ロールでの生産が可能であること、長期信頼性や形状の自由度が高いこと、曲面表示が可能であること等の高度な要求が加わり、重くて割れやすく大面積化が困難なガラス基材に代わって透明プラスチック等のフィルム基材が採用され始めている。
【０００６】
しかしながら、透明プラスチック等のフィルム基材はガラスに対しガスバリア性が劣るという問題がある。例えば、有機光電変換素子用の材料として用いた場合、ガスバリア性が劣る基材を用いると、水蒸気や空気が浸透して有機膜が劣化し、光電変換効率あるいは耐久性等を損なう要因となる。
【０００７】
また、電子素子用基材として高分子基材を用いた場合には、酸素や水分子が高分子基材を透過して電子素子内に浸透、拡散し、素子を劣化させてしまうことや、電子素子内で求められる真空度を維持できないといった問題を引き起こす。
【０００８】
その様な問題を解決するためにフィルム基材上に金属酸化物薄膜を形成してガスバリア性フィルム基材とすることが知られている。最近では有機太陽電池や有機ＥＬ素子等の水分に弱い有機物のガスバリア性フィルムとしては、水蒸気透過率が１×１０−３ｇ／ｍ２・ｄａｙを下回るようなバリア性能が求められている。
【０００９】
そのような中、バリア層としては２５０ｎｍ以下の膜厚のポリシラザン膜を湿式法で形成し真空紫外光を照射することを２回以上繰り返すことによりガスバリア層を２層以上積層形成する技術が開示されているが（例えば、特許文献１参照）、基材の熱安定化やバリア層と基材の熱膨張を調整した応力緩和の設計が無く、ガスバリア性は不十分であった。
【００１０】
そこで、従来の剛直なガラスバリアから可撓性のあるバリアフィルム構成とした場合、汎用樹脂基材（代表例：ＰＥＴ）とバリア層の熱物性（熱膨張係数・熱収縮率）が異なるため、製造においてバリア層改質（転化）時の効率を上げるための加熱、ユーザーへの輸送時や、ユーザーの使用時にかかる熱によって伸縮の物性差に伴うバリア層／基材間の剥離やバリア層への負荷によるクラックの発生に伴うバリア性能の低下などの課題があった。
【００１１】
このようなバリア層／基材間の熱物性（熱膨張係数・熱収縮率）差や樹脂基材の寸法安定性が低いという課題を解決すべく、用いる基材自身を改善した特殊な基材を用いる各種の方法が提案されている。
【００１２】
まず、ガラス転移温度が１５０℃以上のポリマーからなるフィルムを、１軸または２軸の方向に延伸した後、または、延伸しながら、前記ポリマーの架橋反応を行うことを特徴とする光学フィルムをバリアフィルムの基材とする技術が開示されているが（例えば、特許文献２参照）、水蒸気バリア性が十分ではなかった。
【００１３】
次に、基材を熱膨張係数の小さいスーパーエンジニアリングプラスチックであるポリイミドフィルムとする技術が開示されて（例えば、特許文献３参照）いる。この場合、基材自体が可視光吸収を持つため、特に透明性を要求されるフロントシート側では好適ではなく、尚且つ、水蒸気バリア性も十分得られなかった。
【００１４】
次に、熱安定化処理した延伸ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを表示素子（有機ＥＬなど）のバリア基材に用いる技術が開示されているが（例えば、特許文献４参照）、これだけでは十分なバリア性を得ることはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９−２５５０４０号公報
【特許文献２】特開２００７−９０５５７号公報
【特許文献３】特開２００９−３１６１１号公報
【特許文献４】特開２０１０−７０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は、ガスバリア性、耐熱性に優れ、尚且つ、ガラス基材などの剛直な基材に依らず、汎用（膜厚・光学特性・その他の市販グレードが最も多い）・安価・可撓性のあるＰＥＴフィルムを使用可能とするため工業的な価値が高いガスバリア性フィルム及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。
【００１８】
１．基材の少なくとも片面に、応力緩和層と、少なくとも珪素と酸素を有する化合物を含有するガスバリア層とを、この順に有するガスバリア性フィルムであって、該応力緩和層の熱膨張係数が（０．５〜２０）×１０−６／℃であり、該基材の１５０℃、３０分における熱収縮率が０．１％以下であり、該ガスバリア層の熱膨張係数が（０．５〜５）×１０−６／℃であり、かつ、該応力緩和層の熱膨張係数＞該ガスバリア層の熱膨張係数の関係を満たすことを特徴とするガスバリア性フィルム。
２．前記基材が、熱安定化した二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであることを特徴とする前記１記載のガスバリア性フィルム。
【００１９】
３．前記応力緩和層の熱膨張係数が、（０．５〜１０）×１０−６／℃であることを特徴とする前記１又は２記載のガスバリア性フィルム。
【００２０】
４．前記応力緩和層の熱膨張係数が、（０．５〜５）×１０−６／℃であることを特徴とする前記１又は２記載のガスバリア性フィルム。
【００２１】
５．前記応力緩和層が２層以上あって、かつ、少なくとも基材側の１層の熱膨張係数が（１０〜２０）×１０−６／℃であり、ガスバリア層側の１層の熱膨張係数は（０．５〜１０）×１０−６／℃であり、更に、該基材側の応力緩和層の熱膨張係数の方が該ガスバリア層側の熱膨張係数より大きいことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項記載のガスバリア性フィルム。
【００２２】
６．前記応力緩和層が、無機物を含むことを特徴とする前記１〜５のいずれか１項記載のガスバリア性フィルム。
【００２３】
７．前記無機物が、少なくとも酸化珪素、窒化酸化珪素、炭化酸化珪素から選ばれるいずれかであることを特徴とする前記６記載のガスバリア性フィルム。
【００２５】
８．前記１〜７のいずれか１項記載のガスバリア性フィルムのガスバリア層が、ポリシラザン含有液を、基材の上に塗布して塗布膜を形成した後に、１８０ｎｍ以下の波長成分を有する真空紫外線の照射処理を施したガスバリア層であることを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【００２８】
本発明により、ガスバリア性、耐熱性に優れ、尚且つ、ガラス基材などの剛直な基材に依らず、汎用・安価・可撓性のあるＰＥＴフィルムを使用可能とするため、ロール・トゥ・ロールでの生産が可能で工業的な価値が高いガスバリア性フィルムとその製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のプラズマＣＶＤ装置の一例を示す構成図である。
【図２】本発明の有機電子デバイスの例の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
＜ガスバリア性フィルム＞
本発明のガスバリア性フィルムは、基材上の、少なくとも１層の応力緩和層の表面に珪素化合物を含有する液を塗布することで、少なくとも１層のガスバリア層を形成することで得られる。
【００３２】
本発明のガスバリアフィルムのガスバリア性としては、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９Ｂ法に従って測定した水蒸気透過率（水蒸気透過度：２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましく、更に好ましくは１０−４ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であり、特に好ましくは１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下である。
【００３３】
また、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過率（酸素透過度）が０．０１ｍｌ／（ｍ２・０．１ＭＰａ／ｄａｙ）以下であることが好ましく、より好ましくは０．００１ｍｌ／（ｍ２・０．１ＭＰａ／ｄａｙ）以下である。
【００３４】
（ガスバリア性フィルムの層構成）
本発明は、樹脂基材の少なくとも片面に、応力緩和層、少なくとも珪素と酸素を含むガスバリア層をこの順に有するガスバリア性フィルムであって、当該応力緩和層の熱膨張係数が（０．５〜２０）×１０−６／℃であることを特徴とするガスバリア性フィルムである。
【００３５】
樹脂基材と無機バリア層の熱的な物性差、より具体的には、熱膨張差を調整した応力緩和をガスバリア性フィルムの層構成として設計することで、基材として従来の剛直なガラスから可撓性のある汎用樹脂基材（代表例：ＰＥＴ）を用いても、製造においてガスバリア層改質（転化）時の効率を上げるための加熱、ユーザーへの輸送時やユーザーの使用時にかかる熱による伸縮率差に伴うガスバリア層／基材間の剥離やガスバリア層への負荷によるガスバリア性能の低下などの課題の改善されたガスバリア性フィルムが提供可能となる。本発明において参考となる熱膨張係数の一覧を表１に記載する。尚、熱膨張係数は同じ組成であっても製造方法（プロセス）により異なることが知られている。特に樹脂ではこの点が顕著であり、表１はあくまでも参考となる代表的な値の例である。
【００３６】
【表１】
0005402818.tif 000002
【００３７】
上記数値は下記文献から引用した。
http://www.shinano-sic.co.jp/w_sic_data4.html
http://www.asuzac-ceramics.jp/material/material2.htm
http://www.kyocera.co.jp/fcworld/charact/heat/thermaexpan.html
http://mh.rgr.jp/memo/mq0101.htm
http://www.jrg.co.jp/hardglass.html
http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/h01020.htm
http://www.covalent.co.jp/jpn/products/semicon/tpss.html
http://www.td-net.co.jp/kapton/topics/20080109.html
http://www.shalwin.co.jp/html/technicaldata/tec_other_21.pdf
http://www.idemitsu.co.jp/ipc/resin/pps/index.html
http://www.eisyo.co.jp/kakoho/jusi.htm
http://www.mgc.co.jp/seihin/a/nmxd6/nature.html
http://www.cyber-reps.com/ota/netsubouchou.html
http://www.toray.jp/films/products/mictron/mic_008.html
（熱膨張係数の測定）
本発明の熱膨張係数の測定は、測定装置としてアルバック理工（株）製熱機械試験装置ＴＭ−９５００を用いて、引っ張り荷重２ｇで測定した。温度範囲は２５℃〜１００℃（昇温速度５℃／分、測定環境：２５℃３０％ＲＨ）である。線膨張係数としては、１０試料測定し上記温度範囲において温度−伸びの関係が直線となる近似をＴＭＡ装置上で実施し、その平均値より求めた。
【００３８】
熱膨張係数（線膨張率）＝αΔＬ＝α・Ｌ・ΔＴ
（ΔＬ：試料の伸び、Ｌ：  試料の長さ、ΔＴ：温度上昇）
本発明のガスバリア性フィルムの層構成の設計思想は、熱膨張係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ：ＣＴＥ）が大きく異なる層が隣接し積層されると耐熱性が損なわれるという観点から、応力緩和層のＣＴＥが、基材のＣＴＥ以下、ガスバリア層のＣＴＥ以上を提案するものである。
【００３９】
この場合、ガスバリア層が酸化珪素であると、ガスバリア層のＣＴＥ値は（０．５〜５）×１０−６／℃であり、２軸延伸ＰＥＴフィルムのＣＴＥ値が（１５〜２０）×１０−６／℃であることから、応力緩和層のＣＴＥが（０．５〜２０）×１０−６／℃であることが特徴であり、更に応力緩和層の熱膨張係数が（０．５〜１０）×１０−６／℃であることがより好ましく、特に（０．５〜５）×１０−６／℃であることが好適である。
【００４０】
（応力緩和層の複数積層化）
本発明のガスバリア性フィルムの層構成の設計思想より、隣接する層間の熱膨張係数の乖離を抑制するために、より好適な構成として、適切な応力緩和層を２層以上の複数積層化する下記構成とすることが提案できる。基材に近い側から、応力緩和層１、２・・・とすると、
応力緩和層１のＣＴＥ≧応力緩和層２のＣＴＥ≧・・・≧ガスバリア層のＣＴＥ
上述の構成により、可撓性と耐熱性の両面を兼ね備え、かつ、高いガスバリア性を保持することが可能となる。
【００４１】
応力緩和層は、ガスバリア性を具備した無機層から成る無機の応力緩和層であってもよい。応力緩和層がガスバリア性を有する場合、本発明では、基材から最も遠く、かつＣＴＥが最も低いガスバリア性を有する層をガスバリア層とする。
【００４２】
（複数ユニットの積層）
本発明では、複数の応力緩和層のユニットを積層化することで更に高いガスバリア性を発現することが可能である。
【００４３】
上記のように複数積層化する場合、基材の応力緩和層上にポリシラザン等の珪素化合物を塗布した後、改質処理を施して無機の応力緩和層とし、更に同様の処理を施して、所望の数の無機の応力緩和層を積層した後ガスバリア層を作製することが好ましい。
【００４４】
尚、ユニットを積層する際の各層は次の層を塗布で設ける前に、層の最表面を公知の表面処理方法により濡れ性向上の処理した後に、塗布することが好ましい。
【００４５】
しかしながら、次の層を気相積層法で設ける場合は、気相積層法で設置する層の表面処理（前処理）を割愛しても比較的問題なく積層可能である。これらの各層のＣＴＥはそれぞれ、上記条件を満足するように設計する。
【００４６】
（ガスバリア層）
本発明において、基材から、最も外側にあって、ＣＴＥの最も小さいガスバリア層は、少なくとも酸化珪素を含有する無機層である。
【００４７】
ガスバリア層の膜厚は、３０ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ〜５００ｎｍ、更に好ましくは３０ｎｍ〜３００ｎｍ、特には３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。３０ｎｍ以上とすると膜厚均一性が良好となり、ガスバリア性能に優れる。１０００ｎｍ以下にすると、屈曲によるクラックが急激に入ることが少なくなり、５００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下と薄膜化していくと順次改善される。
【００４８】
尚、応力緩和層が、ガスバリア性を具備した無機の応力緩和層であって、積層する場合、１層目の膜厚≧２層目の膜厚≧３層目の膜厚≧・・・・≧ｎ層目の膜厚とすることでクラックを防止することができ、好ましい。
【００４９】
ガスバリア層の成膜方法としては、蒸着法、スパッタリング法もしくはイオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）等の真空系を用いた原子堆積法、ゾルゲル法等を用いることができるが生産性および平滑性の観点から塗布方式であることが好ましい。
【００５０】
塗布方法は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、スピンコート法、グラビアコート法、スライドコート法などの一般的な塗布方法を用いることが可能である。
【００５１】
その中でも該ガスバリア層は少なくとも一層のポリシラザン化合物を含有する塗布液を塗布して作製することが好ましい。また、ガスバリア性の観点からガスバリア層は酸化処理されていることが好ましい。
【００５２】
特に本発明のガスバリア層は塗布によって得られていることが好ましい。ドライプロセスで作製すると大型真空装置が必要になることから生産性が劣化するばかりでなく、通常の方法だと各層間に明らかな界面が形成され、層間剥離が発生しやすくなる。更には、ドライプロセスで積層構造を作製した場合には表面平滑性も劣化しやすく、パーティクルと呼ばれる副生物である異物が故障点となる場合があるなどの課題が多いことを確認した。
【００５３】
（ポリシラザン含有液の塗布ガスバリア層）
本発明に係るガスバリア層はポリシラザン化合物を塗布し、改質処理によって得られることが好ましい。
【００５４】
具体的には、酸化処理を施すため、雰囲気の酸素比率を０．００１％〜５％で改質処理を行う。
【００５５】
尚、膜厚は処理時間により制御可能であり、処理時間を長くすれば厚く、短くすれば薄くすることができる。
【００５６】
ポリシラザン化合物から、ガスバリア層（酸化珪素）を得るには、改質として酸化処理が必要であるにも係わらず、低酸素比率の改質雰囲気で酸化可能である理由に関しては、構成や製造工程によっては、改質処理前のポリシラザン塗布層、及びポリシラザン塗布層に隣接する応力緩和層の表面または層内に、水分や酸素などの酸素源が多く存在するためと推測している。
【００５７】
ポリシラザン化合物の塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
【００５８】
本発明で用いられる「ポリシラザン」とは、珪素−窒素結合を持つポリマーで、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等からなるＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４および両方の中間固溶体ＳｉＯｘＮｙ等のセラミック前駆体無機ポリマーである。
【００５９】
【化１】
0005402818.tif 000003
【００６０】
式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３のそれぞれは、独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アルコキシ基などを表す。
【００６１】
本発明では、得られるガスバリア膜としての緻密性の観点からは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザンが特に好ましい。
【００６２】
一方、そのＳｉと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンは、メチル基等のアルキル基を有することにより下地基材との接着性が改善され、かつ硬くてもろいポリシラザンによるセラミック膜に靭性を持たせることができ、より（平均）膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる利点がある。用途に応じて適宜、これらパーヒドロポリシラザンとオルガノポリシラザンを選択してよく、混合して使用することもできる。
【００６３】
パーヒドロポリシラザンは直鎖構造と６および８員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は数平均分子量（Ｍｎ）で約６００〜２０００程度（ポリスチレン換算）であり、液体または固体の物質であり、分子量により異なる。これらは有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。
【００６４】
低温でセラミック化するポリシラザンの別の例としては、上記化１のポリシラザンに珪素アルコキシドを反応させて得られる珪素アルコキシド付加ポリシラザン（特開平５−２３８８２７号公報）、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン（特開平６−１２２８５２号公報）、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン（特開平６−２４０２０８号公報）、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（特開平６−２９９１１８号公報）、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン（特開平６−３０６３２９号公報）、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン（特開平７−１９６９８６号公報）等が挙げられる。
【００６５】
ポリシラザンを含有する液体を調製する有機溶媒としては、ポリシラザンと容易に反応してしまうようなアルコール系や水分を含有するものを用いることは好ましくない。具体的には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。具体的には、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の炭化水素、塩化メチレン、トリコロロエタン等のハロゲン炭化水素、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等がある。これらの溶剤は、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度、等目的にあわせて選択し、複数の溶剤を混合しても良い。
【００６６】
ポリシラザン含有塗布液中のポリシラザン濃度は目的とするシリカ膜厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、０．２〜３５質量％程度である。
【００６７】
有機ポリシラザンは、そのＳｉと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換された誘導体であってもよい。アルキル基、特にもっとも分子量の少ないメチル基を有することにより下地基材との接着性が改善され、かつ硬くてもろいシリカ膜に靭性を持たせることができ、より膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる。
【００６８】
酸化珪素化合物への転化を促進するために、アミンや金属の触媒を添加することもできる。具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製  アクアミカ  ＮＡＸ１２０−２０、ＮＮ１１０、ＮＮ３１０、ＮＮ３２０、ＮＬ１１０Ａ、ＮＬ１２０Ａ、ＮＬ１５０Ａ、ＮＰ１１０、ＮＰ１４０、ＳＰ１４０などが挙げられる。なかでも、触媒を含有しないパーヒドロポリシラザンからなる、ＮＮ１２０、ＮＮ１１０を用いることが、さらに緻密でガスバリア性の高いガスバリア層を形成する上で最も好ましい。
【００６９】
また、塗布された膜は溶媒が除去された均一な乾燥膜を得る上で、アニールする態様が好ましい。アニール温度は、好ましくは６０℃〜２００℃、更に好ましくは７０℃〜１６０℃である。アニール時間は、好ましくは５秒〜２４時間程度、更に好ましくは１０秒〜２時間程度である。
【００７０】
このように、次工程に続く転化処理前に、前述した範囲でアニールを行うことにより、均一な塗布膜を安定に得ることができる。
【００７１】
尚、アニールは、一定温度で行ってもよく、段階的に温度を変化させてもよく、連続的に温度を変化（昇温および／または降温）させてもよい。アニールの際には、反応を安定化するために湿度を調節することが好ましく、通常３０％ＲＨから９０％ＲＨ、より好ましくは４０％ＲＨから８０％ＲＨである。
【００７２】
＜改質処理の前処理＞
先述したように、構成や製造工程によっては、改質処理前のポリシラザン塗布層、及びポリシラザン塗布層に隣接する応力緩和層の表面または層内に、水分や酸素などの酸素源が多く存在する。
【００７３】
最終形態として、ガスバリア性フィルムは有機電子素子に用いられるが、この際に、ガスバリア性フィルム自体が含有する水分や酸素などが素子の阻害因子であるので、改質処理の実施前に前処理として、真空処理・加熱真空処理を行い余分な水分や酸素などの除去処理を行うことが好適である。プロセス上、このタイミングでの、水分や酸素などの除去処理が有用であるのは、改質処理後のガスバリア性が向上した後で、ガスバリア性フィルムに閉じ込められた水分や酸素の除去処理が困難となるからである。
【００７４】
＜改質処理＞
ポリシラザンの酸化処理としては、水蒸気酸化および／または加熱処理（乾燥処理を含む）、紫外線照射による処理等が知られている。
【００７５】
本発明で好ましく用いられるのは紫外線照射処理である。酸素の存在下で紫外光を照射することで活性酸素やオゾンが発生し、酸化反応をより進行させることができる。
【００７６】
この活性酸素やオゾンは非常に反応性が高く、例えば、珪素化合物としてポリシラザンを選択した場合、珪素酸化物の前駆体であるポリシラザン塗布膜は、シラノールを経由することなく直接酸化されることで、より高密度で欠陥の少ない珪素酸化物膜が形成される。
【００７７】
更に反応性オゾンの不足分を光照射部とは異なる部分で、放電法などの公知の方法により酸素からオゾンを生成し、紫外線照射部に導入しても良い。
【００７８】
このときに照射する紫外線の波長は特に限定されるところではないが、紫外光の波長は１００ｎｍ〜４５０ｎｍが好ましく、１５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の紫外光を照射することがより好ましい。
【００７９】
光源は、低圧水銀灯、重水素ランプ、Ｘｅエキシマーランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザーなどを用いることができる。ランプの出力としては４００Ｗ〜３０ｋＷ、照度としては１００ｍＷ／ｃｍ２〜１００ｋＷ／ｃｍ２、照射エネルギーとしては１０ｍＪ／ｃｍ２〜５０００ｍＪ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２〜２０００ｍＪ／ｃｍ２がより好ましい。また、紫外線照射の際の照度は１ｍＷ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２が好ましい。ポリシラザン塗布膜に酸化性ガス雰囲気下で紫外線を照射することにより、ポリシラザンが高密度の珪素酸化物膜、すなわち高密度シリカ膜に転化するが、該シリカ膜の膜厚や密度は紫外線の強度、照射時間、波長（光のエネルギー密度）により制御が可能であり、所望の膜構造を得るためにランプの種類を使い分ける等、適宜選択することが可能である。また、連続的に照射するだけでなく複数回の照射を行ってもよく、複数回の照射が短時間ないわゆるパルス照射で有っても良い。
【００８０】
また、紫外線照射と同時に該塗膜を加熱することも、反応（酸化反応、転化処理ともいう）を促進するために好ましく用いられる。加熱の方法は、ヒートブロック等の発熱体に基材を接触させ熱伝導により塗膜を加熱する方法、抵抗線等による外部ヒーターにより雰囲気を加熱する方法、ＩＲヒーターの様な赤外領域の光を用いた方法等が挙げられるが、特に限定はされない。塗膜の平滑性を維持できる方法を適宜選択してよい。
【００８１】
加熱する温度としては、５０℃〜２００℃の範囲が好ましく、更に好ましくは８０℃〜１５０℃の範囲であり、加熱時間としては１秒〜１０時間の範囲が好ましく、更に好ましくは１０秒〜１時間の範囲で加熱することである。
【００８２】
その中でもよりフォトンエネルギーが大きい１８０ｎｍ以下の波長成分を有する真空紫外線照射によって処理することが好ましい。エネルギーが小さいとポリシラザンの効果が不十分となりガスバリア性が低くなる為である。
【００８３】
＜１８０ｎｍ以下の波長成分を有する真空紫外線照射による処理＞
本発明において、好ましい方法として、真空紫外線照射による改質処理が挙げられる。真空紫外線照射による処理は、化合物内の原子間結合力より大きい１００〜１８０ｎｍの光エネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみによる作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温で、膜の形成を行う方法である。
【００８４】
上述に必要な真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。
【００８５】
１．エキシマ発光とは、Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｎｅなどの希ガスの原子は化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの原子（励起原子）は他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には
ｅ＋Ｘｅ→ｅ＋Ｘｅ＊
Ｘｅ＊＋Ｘｅ＋Ｘｅ→Ｘｅ２＊＋Ｘｅ
となり、励起されたエキシマ分子であるＸｅ２＊が基底状態に遷移するときに１７２ｎｍのエキシマ光を発光する。エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。加えて発光効率が他の希ガスよりも高いことや大面積へ照射するためのランプを石英ガラスで作製できることからＸｅエキシマランプを好ましく使用することが出来る。
【００８６】
エネルギーの観点だけからだとＡｒエキシマ光（波長１２６ｎｍ）が最も高く、高いポリシラザン層の改質効果が期待される。しかし、Ａｒエキシマ光は石英ガラスでの吸収が無視できないほど大きくなるため、二酸化珪素ガラスではなく炭酸カルシウムガラスを用いる必要がある。しかし、炭酸カルシウムガラスは非常に割れやすく大面積を照射するランプとしては製造が困難でるのが実情である。
【００８７】
Ｘｅエキシマランプは波長の短い１７２ｎｍの紫外線を単一波長で放射することから発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。また、有機物の結合を解離させる波長の短い１７２ｎｍの光のエネルギーは能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間でポリシラザン膜の改質を実現できる。したがって、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍの発する低圧水銀ランプやプラズマ洗浄と比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基材などへの照射を可能としている。
【００８８】
本発明者らの検討によれば、エキシマ照射処理時の環境としては酸素濃度が０．００１〜５％であると好ましい。さらには０．０１〜３％であると性能が安定して好ましい。酸素濃度が５％を超えると結合の切断よりも活性酸素等を発生させる方にエネルギーを消費してしまい、０．００１％以下に下げてもエキシマ光の照射効率は殆ど変化せず、改質効率および膜の組成制御性も変化しないため、雰囲気の置換時間を余計に要するため生産性の向上が見込みにくい。また、ステージ温度については熱をかけるとより反応が促進され好ましい。その場合の温度は５０℃以上、基材のＴｇ＋８０℃以下の温度が好ましく、基材Ｔｇ＋３０℃以下が基材を痛めずに反応性が良好になるために更に好ましい。
【００８９】
原理的には、比較的厚膜に塗布した膜に長時間エキシマ照射することで、１回の塗布で形成した塗膜から厚いガスバリア層を得ることが可能であるが、厚膜は欠陥を発生しやすいためガスバリア機能は発現しにくい。逆に薄膜過ぎても十分なガスバリア機能は発現しない。従って、前述したようにポリシラザンの膜厚は、３０ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ〜５００ｎｍ、更に好ましくは３０ｎｍ〜３００ｎｍ、特には３０ｎｍ〜１５０ｎｍであり、この膜厚の改質をはかりガスバリア層化する。
【００９０】
ガスバリア機能を高めるために、ガスバリア層を積層、具体的には、ポリシラザン塗布と改質処理の一連の工程の繰り返しを行っても良い。
【００９１】
＜高照射強度処理と最大照射強度＞
照射強度が高ければ、光子とポリシラザン内の化学結合が衝突する確率が増え、改質反応を短時間化することができる。また、内部まで侵入する光子の数も増加するため改質膜厚も増加および／または膜質の良化（高密度化）が可能である。但し、照射時間を長くしすぎると平面性の劣化やガスバリア性フィルムの他の材料にダメージを与える場合がある。一般的には、照射強度と照射時間の積で表される積算光量で反応進行具合を考えるが、酸化シリコンの様に組成は同一でも、様々な構造形態をとること材料に於いては、照射強度の絶対値が重要になる場合もある。
【００９２】
従って、本発明では真空紫外線照射工程において、少なくとも１回は１００〜２００ｍＷ／ｃｍ２の最大照射強度を与える改質処理を行うことが好ましい。１００ｍＷ／ｃｍ２以上とすることにより、急激な改質効率が劣化することなく、処理に時間を短期間とでき、２００ｍＷ／ｃｍ２以下とすることにより、ガスバリア性能の効率よく持たせることができ（２００ｍＷ／ｃｍ２を超えて照射してもガスバリア性の上昇は鈍化する）、基材へのダメージばかりでなく、ランプやランプユニットのその他の部材へのダメージも抑えることができ、ランプ自体の寿命も長期化できる。
【００９３】
＜真空紫外線の照射時間＞
照射時間は、任意に設定可能であるが、基材ダメージや膜欠陥生成の観点およびガスバリア性能のバラつき低減の観点から高照度工程での照射時間は０．１秒〜３分間が好ましい。より好ましくは０．５秒〜１分である。
【００９４】
＜真空紫外光照射時の酸素濃度＞
本発明における、真空紫外光照射時の酸素濃度は１０ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍ（５％）とすることが好ましい。より好ましくは、１０００ｐｐｍ〜３００００ｐｐｍ（３％）である。前記の濃度範囲より酸素濃度が高いと、酸素過多のガスバリア膜となり、ガスバリア性が劣化する。また前記範囲より低い酸素濃度の場合、大気との置換時間が長くなり生産性を落とすのと同時に、ロール・トゥ・ロールの様な連続生産を行う場合はウエッブ搬送によって真空紫外光照射庫内に巻き込む空気量（酸素を含む）が多くなり、多大な流量のガスを流さないと酸素濃度を調整できなくなってくる。
【００９５】
発明者らの検討によると、ポリシラザン含有塗膜中には、大気中での塗布時は酸素および微量の水分が混入し、更には塗膜以外の支持体にも吸着酸素や吸着水があり、照射庫内に敢えて酸素を導入しなくとも改質反応に要する酸素を供給する酸素源は十分にあることが分かった。むしろ、酸素ガスが多く（５〜１０％レベル）含まれる雰囲気で真空紫外光を照射した場合、改質後のガスバリア膜が酸素過多の構造となり、ガスバリア性が劣化する。また、前述した様に１７２ｎｍの真空紫外光が酸素により吸収され膜面に到達する１７２ｎｍの光量が減少してしまい、光による処理の効率を低下することになる。すなわち、真空紫外光照射時には、できるだけ酸素濃度の低い状態で、真空紫外光が効率良く塗膜まで到達する状態で改質処理することが好ましい。
【００９６】
真空紫外光照射時にこれら酸素以外のガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。
【００９７】
（応力緩和層）
本発明において、基材とガスバリア層との間に、ガスバリア性フィルムにかかる応力を緩和するための層を設けることが特徴である。ここで言う応力とは、曲げ及び熱による基材とガスバリア層との間の伸縮差に起因するものである。
【００９８】
特に、基材などの上に、前述した本発明の塗布型ガスバリア層を形成する場合、無機酸化物などの前駆体であるポリシラザンなどの塗布膜が、二酸化珪素膜および酸化窒化珪素膜に転化する際、高密度化し、膜の収縮が起こるため、応力が集中することで、ガスバリア層にクラックが発生するなどの問題が生じる場合がある。先述したように基材とガスバリア層の、熱膨張係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ：ＣＴＥ）に着目すると、そのＣＴＥの乖離から隣接し積層されると耐熱性が損なわれるため、下記を満たす材料を選択することになる。
【００９９】
本発明において、ガスバリア層の転化に伴うクラック、及び、熱による基材とガスバリア層との間の伸縮差に伴う剥離・クラック、基材のＣＴＥから、応力緩和層のＣＴＥ、応力緩和層のＣＴＥからガスバリア層のＣＴＥと順次低くすることにより抑制することができた。
【０１００】
具体的には、後述する有機層としての平滑層の有機物に無機物を混合する。または、有機無機のハイブリッド材料を用いることで形成される。容易ではないが、組成と膜の形成方法の選択により、平滑層兼応力緩和層とすることも可能である。膜の形成方法としてウエットコーティング法が、平滑性・生産性で好適である。また、応力緩和層が２層以上ある場合は、ガスバリア層側の応力緩和層は無機層であっても良い。
【０１０１】
この時、無機物としては、ＣＴＥを調整・抑制可能な材料が対象となるが、金属酸化物、珪素、シリコン（単結晶・多結晶）、アモルファス−シリコン、酸窒化珪素、窒化珪素、炭化珪素、窒化炭化珪素、窒化アルミニウムなどから選択できる。本願では特に金属酸化物類が好ましく、更に珪素酸化物類が好ましく、具体的には、酸化珪素、窒化酸化珪素、炭化酸化珪素が挙げられる。
【０１０２】
また、有機無機のハイブリッド材料としては、ＣＴＥを調整・抑制可能な材料が対象となるが、本願では特に有機ポリシラザン、有機ポリシロキサン、反応性シリカ粒子（シリカ表面に有機反応性基を持つ）などの酸化珪素をセグメントとして持つ材料が、酸化珪素を主成分とするガスバリア層との、ＣＴＥ調整や親和性・密着性の点で好ましい。但し、反応性シリカ粒子のような酸化珪素成分が最表面にない材料を用いる場合は、親和性・密着性の点で有効に寄与できない場合があるので、この場合は応力緩和層の形成後に応力緩和層の表面をスパッタ処理するなどして酸化珪素成分の露出を図ることが好ましい。
【０１０３】
無機物及び有機無機のハイブリッド材料を用いる場合は、多くは粒子として扱うことになる。この粒径としては小さいものが好ましい。大きいと平滑性や応力緩和層の膜厚の均一性を損なう。具体的にはナノサイズであり、１〜１００ｎｍである。更に、１〜３０ｎｍであることが好ましい。
【０１０４】
有機物と無機物を混合し応力緩和層の形成する場合は、その混合比率は、各有機物と無機物の組み合わせによって異なるが、無機物が８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。この程度の高い混合比率にして、所望の層を試験的に作製し、得られたＣＴＥから、応力緩和層の製造方法を決定する。特に、応力緩和層を複数積層する場合はこの試作層のＣＴＥから層順を決める。
【０１０５】
本発明における応力緩和層の厚みとしては、１０ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは  ４０ｎｍ〜７μｍであることが望ましい。１０ｎｍ以上にすることにより、無機物及び有機無機のハイブリッド材料である粒子径より十分に厚くでき平滑性の確保を可能とし、緩和機能を発現可能となる。また、１０μｍ以下にすることにより、フィルムの光学特性のバランスを調整し易くなる。
【０１０６】
（プラズマＣＶＤ装置）
本発明の応力緩和層をプラズマＣＶＤで作製する場合に用いることのできる装置について図を用いて説明する。
【０１０７】
図１において、プラズマＣＶＤ装置１はチャンバー２と、このチャンバー２内に配設された平行平板電極を構成する下部電極３、上部電極４と、下部電極３に接続されたプラズマ発生装置５と、チャンバー２に排気弁６を介して接続された油回転ポンプ、ターボ分子ポンプ等の排気装置７と、原料ガスをチャンバー２に導入するためのガス導入口８とを備えている。上記のガス導入口８は、原料ガス供給源９ａ，９ｂ，９ｃに接続されているとともに、モノマー流量計１０Ａ、気化器１０Ｂを介して有機珪素化合物供給源９ｄ、９ｅに接続されている。
【０１０８】
このようなプラズマＣＶＤ装置１を使用したガスバリアフィルムの製造方法では、まず、下部電極３上に基材フィルムＰを、被成膜面を上側として装着する。次いで、チャンバー２内を排気装置７により所定の真空度まで減圧し、下部電極３に所定の周波数を有する電力を投入する。そして、原料ガス供給源９ａ，９ｂ，９ｃから供給される原料ガス、および、有機珪素化合物供給源９ｄ、９ｅからモノマー流量計１０Ａ、気化器１０Ｂを介して供給される原料ガスをガス導入口８からチャンバー２内に導入し、排気装置７とチャンバー２との間にある排気弁６の開閉度を制御することにより、チャンバー２内を所定の圧力に維持する。これにより、導入された原料ガスが下部電極３と上部電極４との間でプラズマ化され、基材フィルムＰに付着して炭化酸化珪素膜または窒化酸化珪素膜が成膜される。
【０１０９】
尚、図１に示されるプラズマＣＶＤ装置１は、シート形状の基材フィルムに成膜する方式であるが、本発明のプラズマＣＶＤ装置は巻取り式であってもよい。
【０１１０】
（基材）
基材は、ガスバリア層を保持することができる有機材料で形成されたものであれば特に限定されるものではない。
【０１１１】
例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（Ｎｙ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の各基材、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム（製品名Ｓｉｌａ−ＤＥＣ、チッソ株式会社製）、更には前記プラスチックを２層以上積層して成る基材等を挙げることができる。コストや入手の容易性の点では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などが好ましく用いられ、また、光学的透明性、耐熱性、無機層との密着性の点においては、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルムが好ましく用いることができる。基材の厚みは５〜５００μｍ程度が好ましく、更に好ましくは２５〜２５０μｍである。本発明のガスバリア性フィルムは発光素子として使用する場合も鑑みて、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以上であることが好ましい。また、熱収縮率も低いことが好ましい。
【０１１２】
さらに、本発明に係る基材は透明であることが好ましい。基材が透明であり、基材上に形成する層も透明であることにより、透明なガスバリア性フィルムとすることが可能となるため、太陽電池や有機ＥＬ素子等の透明基材とすることも可能となるからである。
【０１１３】
また、上記に挙げたプラスチック等を用いた基材は、未延伸フィルム・延伸フィルムがあるが、寸法安定性や熱安定性の観点から延伸フィルムが優れている。
【０１１４】
本発明に用いられる基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となるプラスチックを押し出し機により溶融し、環状ダイやＴダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の基材を製造することができる。また、未延伸の基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、基材の流れ（縦軸）方向、または基材の流れ方向と直角（横軸）方向に延伸することにより延伸基材を製造することができる。この場合の延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向および横軸方向にそれぞれ２〜１０倍が好ましい。
【０１１５】
本発明の基材としては、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが特に好ましい。理由としては最も汎用な樹脂フィルムであるため、膜厚種・光学特性・易接着層の有無や種類・熱安定化の処理などの市販グレードの品揃えが突出して多く、最も汎用であるため安価であるということから工業的に有用だからである。
【０１１６】
本発明の基材としては、フィルムメーカー標準の二軸延伸時の熱安定化に加え、フィルムメーカーがオプション（＝追加熱処理）として行う熱安定化の実施が好ましい。これはメーカーにより異なるがインライン、オフライン、インライン・オフライン等がある。インラインではロール・ツゥ・ロールの搬送系で扱うため必要最低限の張力を要するのが一般的だが、オフラインでは完全に張力の無い条件での熱処理が可能である。最終的に、延伸方向・延伸の垂直方向を問わず、両方向共に１５０℃３０分の熱収縮率が０．１％以下とすることが特徴である。フィルムメーカーのオプションの熱安定化を実施しても、熱収縮率が０．１％以下とならない場合は購入入手後に更に追加の熱安定化処理することが好ましい。
【０１１７】
ここで述べる熱安定化処理とは、延伸成膜に起因するフィルムが本来有する収縮の大部分を生起させる（十分に緩和させる）ことにより、残留する収縮を非常に低く抑制し、その結果、高い熱的な寸法安定性を有するフィルムを作製するために、インラインの場合はフィルムを成膜の伸時に比べ低張力下でＰＥＴのガラス転位温度を超えるがその融点未満の温度で加熱することによりフィルムをさらに熱安定化させる処理である。また、オフラインではより好ましい条件として張力なしでの処理が可能である。
【０１１８】
このインライン熱安定化処理中にフィルムに掛ける張力は、フィルム幅に対し代表的には５ｋｇ／ｍ未満、好ましくは３．５ｋｇ／ｍ未満、代表的には０．５〜２ｋｇ／ｍである。オフライン熱安定化処理に関しては張力なしが可能であり、この条件が好ましい。フィルムに残留する収縮を小さくする・無くすには張力なしでの熱処理＝オフライン熱安定化処理が最も優れている。
【０１１９】
この。熱安定化処理の温度は、最終フィルムに所望される特性の組合せに応じて変えることができるが、より高い温度ではより優れた、すなわち、低い残留収縮特性をもたらすが、各樹脂の耐熱性も考慮して適宜選択する。本願のＰＥＴにおいては、１３５℃〜２５０℃である。好ましくは１７０〜２５０℃である。更に好ましくは１９０〜２５０℃である。加熱時間は使用した温度により決まるが、代表的には１０秒〜１時間であり、２０秒〜３０分の時間が好ましい。
【０１２０】
また、本発明に係る基材においては、コロナ処理を施してもよい。
【０１２１】
（有機層としての平滑層）
本発明では、ガスバリア性フィルムの曲げに対する応力を緩和する目的のほかに、突起等が存在する透明基材の粗面を平坦化するために、有機層を少なくとも基材と応力緩和層の間に設けてもよい。このような有機層は、たとえば感光性樹脂を含有する組成物を塗布乾燥後、硬化させて形成されることが好ましい態様である。
【０１２２】
有機層を構成する成分の基本骨格は、炭素、水素、酸素、窒素、硫黄等からなるものであり、珪素やチタン、アルミニウム、ジルコニウム等の無機原子を基本骨格にした場合は上述のような効果が得られにくい。
【０１２３】
有機層の感光性樹脂としては、例えば、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物を含有する樹脂組成物、アクリレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物を含有する樹脂組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、グリセロールメタクリレート等の多官能アクリレートモノマーを溶解させた樹脂組成物等が挙げられる。また、上記のような樹脂組成物の任意の混合物を使用することも可能であり、光重合性不飽和結合を分子内に１個以上有する反応性のモノマーを含有している感光性樹脂であれば特に制限はない。
【０１２４】
感光性樹脂の組成物は光重合開始剤を含有する。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モノフォリノ−１−プロパン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モノフォリノフェニル）−ブタノン−１、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組み合わせ等が挙げられ、これらの光重合開始剤を１種または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【０１２５】
有機層の形成方法は特に制限はないが、スピンコーティング法、スプレー法、ブレードコーティング法、ディップ法等のウエットコーティング法により形成することが好ましい。
【０１２６】
有機層の形成では、上述の感光性樹脂に、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を加えることができる。また、有機層の積層位置に関係なく、いずれの有機層においても、製膜性向上および膜のピンホール発生防止等のために適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。
【０１２７】
感光性樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗布液を用いて有機層を形成する際に使用する溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジエチルケトン、２−ヘプタノン、４−ヘプタノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、シクロヘキシルアセテート、２−エトキシエチルアセテート、３−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル、３−エトキシプロピオン酸エチル、安息香酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。
【０１２８】
有機層としての平滑層の平滑性は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で規定される表面粗さで表現される値で、最大断面高さＲｔ（ｐ）が、３０ｎｍ以下であることが好ましい。更に１０ｎｍ未満であることがより好ましい。この範囲よりも大きい場合には、応力緩和層を塗布した後の、凹凸を平滑化することが難しくなる場合がある。
【０１２９】
本発明における有機層の厚みとしては、１〜１０μｍ、好ましくは２〜７μｍであることが望ましい。１μｍ以上にすることにより、有機層を有するフィルムとしての平滑性を十分なものにし易くなり、１０μｍ以下にすることにより、フィルムの光学特性のバランスを調整し易くなる。
【０１３０】
（有機層としての平滑層への添加剤）
好ましい態様の一つは、前述の感光性樹脂中に表面に光重合反応性を有する感光性基が導入された反応性シリカ粒子（以下、単に「反応性シリカ粒子」ともいう）を含むものである。
【０１３１】
ここで光重合性を有する感光性基としては、（メタ）アクリロイルオキシ基に代表される重合性不飽和基などを挙げることができる。また感光性樹脂は、この反応性シリカ粒子の表面に導入された光重合反応性を有する感光性基と光重合反応可能な化合物、例えば、重合性不飽和基を有する不飽和有機化合物を含むものであってもよい。
【０１３２】
また、感光性樹脂としては、このような反応性シリカ粒子や重合性不飽和基を有する不飽和有機化合物に適宜汎用の希釈溶剤を混合することによって固形分を調整したものを用いることができる。
【０１３３】
ここで反応性シリカ粒子の平均粒子径としては、０．００１μｍ〜０．１μｍの平均粒子径であることが好ましい。平均粒子径をこのような範囲にすることにより、後述する平均粒子径１μｍ〜１０μｍの無機粒子からなるマット剤と組合せて用いることによって、本発明の効果である防眩性と解像性とをバランス良く満たす光学特性と、ハードコート性とを兼ね備えた平滑層を形成し易くなる。
【０１３４】
尚、このような効果をより得易くする観点からは、更に平均粒子径として０．００１μｍ〜０．０１μｍのものを用いることがより好ましい。
【０１３５】
有機層のガスバリア層との密着性が向上させ、また、基材を湾曲させたり、加熱処理を行った場合にクラックの発生を防止し、ガスバリア性フィルムの透明性や屈折率などの光学的物性を良好に保持する観点から、平滑層中には、上述の様な無機粒子を質量比として、応力緩和層よりも十分に少ない２０質量％〜６０質量％の範囲で含有することが好ましい。
【０１３６】
本発明では、重合性不飽和基修飾加水分解性シランが、加水分解性シリル基の加水分解反応によって、シリカ粒子との間に、シリルオキシ基を生成して化学的に結合しているようなものを、反応性シリカ粒子として用いることができる。
【０１３７】
加水分解性シリル基としては、例えば、アルコキシシリル基、アセトキシシリル基等のカルボキシリレートシリル基、クロルシリル基等のハロゲン化シリル基、アミノシリル基、オキシムシリル基、ヒドリドシリル基等が挙げられる。
【０１３８】
重合性不飽和基としては、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、プロペニル基、ブタジエニル基、スチリル基、エチニイル基、シンナモイル基、マレート基、アクリルアミド基等が挙げられる。
【０１３９】
本発明に用いられる平滑層の厚みとしては、基材の平滑性を向上し、更に、基材の光学特性のバランスを調整し易くなると共に、平滑層を基材の一方の面にのみ設けた場合における平滑フィルムのカールを防止する観点から、１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは２μｍ〜７μｍの範囲である。
【０１４０】
（ブリードアウト防止層）
ブリードアウト防止層は、平滑層を有するフィルムを加熱した際に、フィルム基材中から未反応のオリゴマーなどが表面へ移行して、接触する面を汚染してしまう現象を抑制する目的で、平滑層を有する基材の反対面に設けられる。ブリードアウト防止層は、この機能を有していれば、基本的に平滑層と同じ構成をとっても構わない。
【０１４１】
ブリードアウト防止層に含ませることが可能な、重合性不飽和基を有する不飽和有機化合物としては、分子中に２個以上の重合性不飽和基を有する多価不飽和有機化合物、あるいは分子中に１個の重合性不飽和基を有する単価不飽和有機化合物等を挙げることができる。
【０１４２】
その他の添加剤として、マット剤を含有しても良い。マット剤としては、平均粒子径が０．１μｍ〜５μｍ程度の無機粒子が好ましく、目的は搬送性の付与・巻き（ロール）状態でのブロッキング防止である。
【０１４３】
このような無機粒子としては、シリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の１種または２種以上を併せて使用することができる。
【０１４４】
ここで無機粒子からなるマット剤は、ブリードアウト防止層の固形分１００質量部に対して２質量部以上、好ましくは４質量部以上、より好ましくは６質量部以上、２０質量部以下、好ましくは１８質量部以下、より好ましくは１６質量部以下の割合で混合されていることが望ましい。
【０１４５】
またブリードアウト防止層には、ハードコート剤およびマット剤の他の成分として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂、光重合開始剤等を含有させてもよい。
【０１４６】
以上のようなブリードアウト防止層は、ハードコート剤、マット剤、および必要に応じて他の成分を配合して、適宜必要に応じて用いる希釈溶剤によって塗布液として調製し、当該塗布液を支持体フィルム表面に従来公知の塗布方法によって塗布した後、電離放射線を照射して硬化させることにより形成することができる。
【０１４７】
尚、電離放射線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプなどから発せられる１００ｎｍ〜４００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長領域の紫外線を照射する、または走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる１００ｎｍ以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。
【０１４８】
ブリードアウト防止層の厚みとしては、基材の耐熱性を向上させ、更に、基材の光学特性のバランスを調整し易くなると共に、ブリードアウト防止層を基材の一方の面にのみ設けた場合における基材のカールを防止する観点から、１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは２μｍ〜７μｍの範囲である。
【０１４９】
＜ガスバリア性フィルムの用途＞
本発明のガスバリア性フィルムは、種々の封止用材料、フィルムとして用いることができる。
【０１５０】
本発明のガスバリア性フィルムは、光電変換素子、ＥＬ素子に特に有用に用いることができる。本発明のガスバリア性フィルムは透明であるため、このガスバリア性フィルムを支持体として用いて光電変換素子に用いた場合この側から太陽光の受光を行うように構成でき、ＥＬ素子に用いた場合、素子からの発光を妨げないため発光効率を劣化させない。
【０１５１】
（有機電子素子の構成）
本発明の有機電子素子の基本的構成の例を図２に示す。
【０１５２】
有機電子素子１は、基材６の上に第二電極５を有し第二電極５の上に有機機能層４を有し、有機機能層４の上に第一電極３を有し、第一電極３の上に本発明のガスバリア性フィルム２を有する。
【０１５３】
有機機能層４としては、有機発光層、有機光電変換層、液晶ポリマー層など特に限定無く挙げることができるが、本発明は、機能層が薄膜でかつ電流駆動系のデバイス（素子）である有機発光層、有機光電変換層を含む層である場合において、特に有効である。
【０１５４】
即ち、本発明のガスバリア性フィルムは、電子素子の中でも最もガスバリア性が必要である有機ＥＬ素子、または、有機光電変換素子に適用することが好ましい。
【０１５５】
（封止）
本発明のガスバリア性フィルムを、有機電子素子として適用する場合について説明する。
【０１５６】
まず、例えば、有機ＥＬ素子の場合、陽極層／正孔注入・輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極層等、各種の有機化合物からなる機能層を作製する。
【０１５７】
得られた有機ＥＬ素子の全体若しくは上部を封止する。
【０１５８】
封止部材としては、本発明のガスバリア性フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック、およびこれらの複合物、ガラス等が挙げられ、必要に応じて、特に樹脂フィルムの場合には、基材と同様、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、窒化珪素等のガスバリア層を積層したものを用いることができる。ガスバリア層は、封止部材成形前に封止部材の両面若しくは片面にスパッタリング、蒸着等により形成することもできるし、封止後に封止部材の両面若しくは片面に同様な方法で形成してもよい。これについても、酸素透過度が１×１０−３ｃｍ３／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０１５９】
＜包装形態＞
本発明のガスバリア性フィルムは、連続生産しロール形態に巻き取ることが出来る（いわゆるロール・トゥ・ロール生産）。その際、ガスバリア層を形成した面に保護シートを貼合して巻き取ることが好ましい。特に有機薄膜素子の封止材として用いる場合、表面に付着したゴミ（パーティクル）が原因で欠陥となる場合が多く、クリーン度の高い場所で保護シートを貼合してゴミの付着を防止することは非常に有効である。併せて、巻取り時に入るガスバリア層表面への傷の防止に有効である。
【０１６０】
保護シートとしては、特に限定するものではないが、膜厚１００μｍ以下程度の基材に弱粘着性の接着層を付与した構成の一般的な「保護シート」、「剥離シート」を用いることが出来る。
【０１６１】
＜ガスバリア層と無機の応力緩和層の元素・膜厚測定＞
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断層面観察と、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）による厚み方向の元素分布から行う。
（ＦＩＢ加工）
装置：ＳＩＩ製ＳＭＩ２０５０
加工イオン：（Ｇａ  ３０ｋＶ）
試料厚み：１００ｎｍ〜２００ｎｍ
（ＴＥＭ観察）
装置：日本電子製ＪＥＭ２０００ＦＸ（加速電圧：２００ｋＶ）
電子線照射時間：５秒から６０秒
（スパッタ条件）
イオン種：Ａｒイオン
加速電圧：１ｋＶ
（Ｘ線光電子分光測定条件）
装置：ＶＧサイエンティフィックス社製ＥＳＣＡＬＡＢ−２００Ｒ
Ｘ線アノード材：Ｍｇ
出力：６００Ｗ（加速電圧１５ｋＶ、エミッション電流４０ｍＡ）
＜屈曲耐熱試験＞
作製したガスバリア性フィルムを、２５℃５０％ＲＨの環境で曲率１０ｃｍφとなるようにガスバリア層のある側の面を内側になるように１回、外側となるように１回屈曲させる変形を１往復とし、１００往復繰り返す屈曲処理を施した。次に、ガラスケース内に静置しファンによる送風でガスバリア性フィルムのバタツキが起きないようにした状態で１００℃のサーモ機に４時間保管した。
【０１６２】
＜水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の測定＞
前述のＪＩＳ  Ｋ  ７１２９Ｂ法に従って水蒸気透過率を測定には種々の方法が提案されている。例えば、カップ法、乾湿センサー法（Ｌａｓｓｙ法）、赤外線センサー法（ｍｏｃｏｎ法）が代表として上げられるが、ガスバリア性が向上するに伴って、これらの方法では測定限界に達してしまう場合があり、以下に示方法も提案されている。水蒸気透過率の測定方法は特に限定するところではないが、本発明に於いてはＣａ法による評価を行った。
【０１６３】
（前記以外の水蒸気透過率測定法）
Ｃａ法
ガスバリア性フィルムに金属Ｃａを蒸着し、該フィルムを透過した水分で金属Ｃａが腐食される現象を利用する方法。腐食面積とそこに到達する時間から水蒸気透過率を算出する。
【０１６４】
（株）ＭＯＲＥＳＣＯの提案する方法（平成２１年１２月８日ＮｅｗｓＲｅｌｅａｓｅ）
大気圧下の試料空間と超高真空中の質量分析計の間で水蒸気の冷却トラップを介して受け渡す方法。
【０１６５】
ＨＴＯ法（米Ｇｅｎｅｒａｌ  Ａｔｏｍｉｃｓ社）
三重水素を用いて水蒸気透過率を算出する方法。
【０１６６】
Ａ−Ｓｔａｒ（シンガポール）の提案する方法（ＷＯ０５／９５９２４）
水蒸気または酸素により電気抵抗が変化する材料（例えばＣａ、Ｍｇ）をセンサーに用いて電気抵抗変化とそれに内在する１／ｆ揺らぎ成分から水蒸気透過率を算出する方法。
【０１６７】
＜本発明評価に用いたＣａ法＞
蒸着装置：日本電子（株）製真空蒸着装置ＪＥＥ−４００
恒温恒湿度オーブン：Ｙａｍａｔｏ  Ｈｕｍｉｄｉｃ  ＣｈａｍｂｅｒＩＧ４７Ｍ
水分と反応して腐食する金属：カルシウム（粒状）
水蒸気不透過性の金属：アルミニウム（φ３〜５ｍｍ、粒状）
水蒸気バリア性評価用セルの作製
ガスバリア性フィルム試料のガスバリア層面に、真空蒸着装置（日本電子製真空蒸着装置ＪＥＥ−４００）を用い、透明導電膜を付ける前のガスバリア性フィルム試料の蒸着させたい部分（１２ｍｍ×１２ｍｍを９箇所）以外をマスクし、金属カルシウムを蒸着させた。その後、真空状態のままマスクを取り去り、シート片側全面にアルミニウムをもう一つの金属蒸着源から蒸着させた。アルミニウム封止後、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ０．２ｍｍの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂（ナガセケムテックス製）を介してアルミニウム封止側と対面させ、紫外線を照射することで、評価用セルを作製した。また、屈曲前後のガスバリア性の変化を確認するために、上記屈曲の処理を行わなかったガスバリア性フィルムについても同様に、水蒸気バリア性評価用セルを作製した。
【０１６８】
得られた両面を封止した試料を６０℃、９０％ＲＨの高温高湿下で保存し、特開２００５−２８３５６１号公報に記載の方法に基づき、金属カルシウムの腐食量からセル内に透過した水分量を計算した。
【０１６９】
なお、ガスバリア性フィルム面から以外の水蒸気の透過が無いことを確認するために、比較試料としてガスバリア性フィルム試料の代わりに、厚さ０．２ｍｍの石英ガラス板を用いて金属カルシウムを蒸着した試料を、同様な６０℃、９０％ＲＨの高温高湿下保存を行い、１０００時間経過後でも金属カルシウム腐食が発生しないことを確認した。
【実施例】
【０１７０】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１７１】
実施例１
＜ガスバリア性フィルム１−１の作製＞
（基材）
基材として、両面に易接着加工された１２５μｍの厚さのポリエステルフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製、テトロンＫＤＬ８６Ｗ）の基材を用いた。
【０１７２】
（平滑層の形成）
上記基材上に、ＪＳＲ株式会社製  ＵＶ硬化型有機無機ハイブリッドハードコート材  ＯＰＳＴＡＲ  Ｚ７５０１を塗布、乾燥後の（平均）膜厚が４μｍになるようにワイヤーバーで塗布した後、乾燥条件；８０℃、３分で乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件；１．０Ｊ／ｃｍ２硬化を行い、平滑層を形成した。
【０１７３】
このときの最大断面高さＲｔ（ｐ）は１６ｎｍであった。
【０１７４】
表面粗さは、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が３０μｍの区間内を多数回測定し、微細な凹凸の振幅に関する平均の粗さである。
【０１７５】
（応力緩和層１の形成）
〔テトラメトキシシランで表面修飾した酸化珪素粒子１の調製〕
（酸化珪素粒子の調製）
酸化珪素粒子（日本アエロジル（株）製、一次平均粒子径１６ｎｍ）１０質量部をメチルエチルケトン９０質量部中に添加して、高圧分散装置を用いて分散を行い、酸化珪素分散液を調製した。
【０１７６】
次いで、酸化珪素分散液１００質量部を３０℃に保温しながら攪拌して、無機酸としてホウ酸を０．１質量部添加した後、表面修飾剤としてテトラメトキシシラン３０質量部を添加して、３０℃で２時間保持して、テトラメトキシシランにより表面修飾した酸化珪素粒子１を調製した。
【０１７７】
〈応力緩和層用塗布液１の調製〉
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                          １００質量部
光反応開始剤（イルガキュア１８４（チバ・ジャパン（株）製））          ５質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）                                      ２４０質量部
シリコン化合物（ＢＹＫ−３０７（ビックケミージャパン社製））      ０．４質量部
シリコーン樹脂で表面修飾した酸化珪素粒子１（メチルエチルケトン分散液）の固形分として                                                              ７００質量部
を調製した。
【０１７８】
（応力緩和層１）
上記の応力緩和層用塗布液１を、孔径０．４μｍのポリプロピレン製フィルタで濾過した後、これをマイクログラビアコーターを用いて上記樹脂基材の平滑層上に窒素雰囲気下で塗布し、窒素雰囲気下で９０℃で乾燥の後、窒素雰囲気下で高圧水銀ランプを用い照射量を３００ｍＪ／ｃｍ２として塗布層を硬化させ、厚さ５００ｎｍの応力緩和層１を形成した。
【０１７９】
表１において、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの有機物の重合体をＣＨＣと略記する。
【０１８０】
（ガスバリア層の形成）
基材の応力緩和層１表面を、ＳＡＭＣＯ社製ＵＶオゾンクリーナー  Ｍｏｄｅｌ  ＵＶ−１を用いて照射時の雰囲気を窒素置換しながら、オゾン濃度を３００ｐｐｍとなるように調整して、８０℃５分間の表面処理を行った。
【０１８１】
前記、表面処理した応力緩和層１表面に、珪素化合物含有液としてパーヒドロポリシラザンの１０質量％ジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、アクアミカＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ）を用い、スピンコート（５０００ｒｐｍ、６０秒）にて塗布後、８０℃にて１０分間乾燥し、珪素化合物を含有する膜を形成した。
【０１８２】
その後、ＭＤエキシマ社製のステージ可動型キセノンエキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ：ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００を用いて、照射庫内の雰囲気を窒素と酸素を用いて下記の様に制御しながら、ステージの移動速度を５ｍｍ／秒の速さで試料を往復搬送させて、合計５往復照射したのち、試料を取り出し試料１−１とした。本装置は有効照射幅１０ｍｍのＸｅエキシマランプが１本装着されており、ステージ搬送速度１０ｍｍ／ｓｅｃで搬送した場合、１秒処理／パスに相当する。尚、改質処理後のガスバリア層の膜厚は１５０ｎｍであった。
【０１８３】
（条件）
エキシマ光強度：６０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：１００℃
（試料１−１の雰囲気条件）
１０往復：酸素濃度１．５％
＜ガスバリア性フィルム１−２の作製＞
基材：ＰＥＴを熱安定化（＝アニール）処理し、更に応力緩和層の応力緩和層用塗布液１を下記１−２に変更した以外はガスバリア性フィルム１−１と同様にしてガスバリア性フィルム１−２を作製した。
【０１８４】
〈応力緩和層用塗布液１−２の調製〉
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                          １００質量部
光反応開始剤（イルガキュア１８４（チバ・ジャパン（株）製））          ５質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）                                      ２４０質量部
シリコン化合物（ＢＹＫ−３０７（ビックケミージャパン社製））      ０．４質量部
シリコーン樹脂で表面修飾した酸化珪素粒子１（メチルエチルケトン分散液）の固形分として                                                              ８００質量部
を調製した。
【０１８５】
なお、表２の基材の熱安定化（アニール有無）とは、ファン送風の無い真空乾燥機を用い常圧、２００℃、張力無し、３０分の熱処理を実施した。
【０１８６】
＜ガスバリア性フィルム１−３の作製＞
ガスバリア性フィルム１−２の応力緩和層１の応力緩和層用塗布液１−２を下記１−３に変更し、更に下記応力緩和層２を追加した以外はガスバリア性フィルム１−２と同様にしてガスバリア性フィルム１−３を作製した。
【０１８７】
〈応力緩和層用塗布液１−３の調製〉
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                          １００質量部
光反応開始剤（イルガキュア１８４（チバ・ジャパン（株）製））          ５質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）                                      ２４０質量部
シリコン化合物（ＢＹＫ−３０７（ビックケミージャパン社製））      ０．４質量部
シリコーン樹脂で表面修飾した酸化珪素粒子１（メチルエチルケトン分散液）の固形分として                                                              ９００質量部
を調製した。
【０１８８】
（応力緩和層２：炭化酸化珪素層）
プラズマＣＶＤ成膜条件
基材：ガスバリア性フィルム１−２の応力緩和層１まで形成基材（ガスバリア層塗布前の状態）
装置：図１
基材の設置：チャンバー内の下部電極に、応力緩和層１を上側（成膜面側）として設置
チャンバー内圧力：１×１０−３Ｐａ
酸素ガス（純度９９．９９９９％以上）：流量１０ｓｃｃｍ
ヘリウムガス（純度９９．９９９％以上）：流量３０ｓｃｃｍ
ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）：流量５ｓｃｃｍ（気化して導入）
注）ｓｃｃｍとは、ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｕｂｉｃ  ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅの略
平行平板電極：９０ｋＨｚの周波数を有する電力（投入電力３５０Ｗ）を印加
チャンバー内圧力：３３Ｐａ（排気装置とチャンバーとの間にある排気弁の開閉を調整）
応力緩和層２：炭化酸化珪素層、厚み１００ｎｍ、原子比率Ｓｉ／Ｏ／Ｃ＝１／１．１／１．３
＜ガスバリア性フィルム１−４の作製＞
ガスバリア性フィルム１−２の応力緩和層１上に下記応力緩和層２を追加した以外はガスバリア性フィルム１−２と同様にしてガスバリア性フィルム１−４を作製した。
【０１８９】
（応力緩和層２の形成）
基材の応力緩和層１表面を、ＳＡＭＣＯ社製ＵＶオゾンクリーナー  Ｍｏｄｅｌ  ＵＶ−１を用いて照射時の雰囲気を窒素置換しながら、オゾン濃度を３００ｐｐｍとなるように調整して、８０℃５分間の表面処理を行った。
【０１９０】
前記、表面処理した応力緩和層１表面に、珪素化合物含有液としてパーヒドロポリシラザンの１０質量％ジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、アクアミカＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ）を用い、スピンコート（５０００ｒｐｍ、６０秒）にて塗布後、８０℃にて１０分間乾燥し、珪素化合物を含有する膜を形成した。
【０１９１】
その後、ＭＤエキシマ社製のステージ可動型キセノンエキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ：ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００を用いて、照射庫内の雰囲気を窒素と酸素を用いて下記の様に制御しながら、ステージの移動速度を５ｍｍ／秒の速さで試料を往復搬送させて、往復照射したのち、試料を取り出た。本装置は有効照射幅１０ｍｍのＸｅエキシマランプが１本装着されており、ステージ搬送速度１０ｍｍ／ｓｅｃで搬送した場合、１秒処理／パスに相当する。
【０１９２】
（条件）
エキシマ光強度：６０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：１００℃
（試料１−４の雰囲気条件）
１０往復目：酸素濃度０．０１％
応力緩和層２：窒化酸化珪素層、厚み１５０ｎｍ、原子比率Ｓｉ／Ｏ／Ｎ＝１／１．４／０．７
＜ガスバリア性フィルム１−５の作製＞
ガスバリア性フィルム１−３の応力緩和層２上に下記応力緩和層３を追加した以外はガスバリア性フィルム１−３と同様にしてガスバリア性フィルム１−５を作製した。
【０１９３】
プラズマＣＶＤ成膜条件
基材：ガスバリア性フィルム１−３の応力緩和層２まで形成基材（ガスバリア層塗布前の状態）
装置：図１
基材の設置：チャンバー内の下部電極に、応力緩和層２を上側（成膜面側）として設置
チャンバー内圧力：１×１０−３Ｐａ
酸素ガス（純度９９．９９９９％以上）：流量１０ｓｃｃｍ
ヘリウムガス（純度９９．９９９％以上）：流量３０ｓｃｃｍ
テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）：流量５ｓｃｃｍ（気化して導入）
ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）：流量５ｓｃｃｍ（気化して導入）
平行平板電極：９０ｋＨｚの周波数を有する電力（投入電力４００Ｗ）を印加
チャンバー内圧力：３３Ｐａ（排気装置とチャンバーとの間にある排気弁の開閉を調整）
応力緩和層３：炭化酸化珪素層、厚み１００ｎｍ、原子比率Ｓｉ／Ｏ／Ｃ＝１／１．９／０．７
＜ガスバリア性フィルム１−６の作製＞
ガスバリア性フィルム１−４の応力緩和層２上に下記応力緩和層３を追加した以外はガスバリア性フィルム１−４と同様にしてガスバリア性フィルム１−６を作製した。
【０１９４】
基材の応力緩和層２表面を、ＳＡＭＣＯ社製ＵＶオゾンクリーナー  Ｍｏｄｅｌ  ＵＶ−１を用いて照射時の雰囲気を窒素置換しながら、オゾン濃度を３００ｐｐｍとなるように調整して、８０℃５分間の表面処理を行った。
【０１９５】
前記、表面処理した応力緩和層２表面に、珪素化合物含有液としてパーヒドロポリシラザンの１０質量％ジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、アクアミカＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ）を用い、スピンコート（５０００ｒｐｍ、６０秒）にて塗布後、８０℃にて１０分間乾燥し、珪素化合物を含有する膜を形成した。
【０１９６】
その後、ＭＤエキシマ社製のステージ可動型キセノンエキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ：ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００を用いて、照射庫内の雰囲気を窒素と酸素を用いて下記の様に制御しながら、ステージの移動速度を５ｍｍ／秒の速さで試料を往復搬送させて、合計５往復照射したのち、試料を取り出た。本装置は有効照射幅１０ｍｍのＸｅエキシマランプが１本装着されており、ステージ搬送速度１０ｍｍ／ｓｅｃで搬送した場合、１秒処理／パスに相当する。
【０１９７】
（条件）
エキシマ光強度：６０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：１００℃
（試料１−４の雰囲気条件）
１０往復目：酸素濃度０．２％
応力緩和層３：窒化酸化珪素層、厚み１５０ｎｍ、原子比率Ｓｉ／Ｏ／Ｎ＝１／１．９／０．２
＜ガスバリア性フィルム１−７の作製＞
ガスバリア性フィルム１−６のバリア層を１層から、更にバリア層上にバリア層を設けたバリア層２層に追加した以外はガスバリア性フィルム１−６と同様にしてガスバリア性フィルム１−７を作製した。
【０１９８】
＜ガスバリア性フィルム２−１の作製＞
ガスバリア性フィルム１−１で用いた基材上にポリシラザンキシレン溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ）をワイヤーバーで塗工し、８０℃で５分間乾燥して膜厚１００ｎｍのポリシラザン膜を形成した。窒素ガスを流しながらＸｅエキシマランプ（１７２ｎｍ；光量４０ｍＷ／ｃｍ２以上）をポリシラザン膜の表面に５分間照射して第一層目とした。
【０１９９】
さらに、その膜上に、ポリシラザンキシレン溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ）をワイヤーバーで塗工し、膜厚１００ｎｍのポリシラザン膜とした。さらに８０℃で５分間乾燥した後、窒素ガスを流しながらＸｅエキシマランプ（１７２ｎｍ；光量４０ｍＷ／ｃｍ２以上）をポリシラザン膜の表面に５分間照射し、ガスバリア性フィルム２−１を作製した。
【０２００】
＜ガスバリア性フィルム２−２の作製＞
４，４′−（９−フルオレニリデン）ジアリルフェノールと２，６−ナフタレンジカルボン酸クロライドおよびテレフタル酸クロライドを縮重合して得られた重量平均分子量２１６００のポリマーを流延して得た１２５μｍの厚さの基材を熱安定化して、ガスバリア性フィルム１−１のガスバリア層を設けたガスバリア性フィルム２−２を得た。
【０２０１】
＜ガスバリア性フィルム２−３の作製＞
ポリイミドフィルム（宇部興産（株）製ユーピレックスフィルム、Ｓタイプ、フィルム厚み５０μｍ）の上に、窒化珪素薄膜層（ＳｉＮ層）を設け、ガスバリア性フィルム２−３を作製した。
【０２０２】
＜ガスバリア性フィルム２−４の作製＞
両面易接着層付きメーカーアニール処理ＰＥＮフィルム（帝人（株）製テオネックスＱ６５ＦＷＡ  厚み１２５μｍ）上に、メチルトリメトキシシラン（ＯＳｉ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ社）５１７ｍｌを１０３４ｍｌの脱塩水に室温で加え２４時間攪拌した。別に、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）５４ｍｌを１０８ｍｌの脱塩水に室温で加え２４時間攪拌した。上記両溶液に、それぞれ、１０％酢酸水溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）５３ｍｌを、７００ｍｌのＬｕｄｏｘ  ＬＳコロイドシリカ（１２ｎｍ）の溶液を加えた。この混合物を一緒にし、コーティングの前に１２時間攪拌した。組成物の最終ｐＨは６．０５であった。組成物を乾燥膜厚２．３±０．２μｍに成るよう塗布した。得られたシラン層の上に、本発明のガスバリア性フィルム１−１のガスバリア層を設け、ガスバリア性フィルム２−４を得た。
【０２０３】
＜ガスバリア性フィルム２−５の作製＞
ガスバリア性フィルム１−１の応力緩和層１を下記に変更した以外は同様にしてガスバリア性フィルム２−５を作製した。
【０２０４】
（応力緩和層１の形成）
〔テトラメトキシシランで表面修飾した酸化珪素粒子１の調製〕
（酸化珪素粒子の調製）
酸化珪素粒子（日本アエロジル（株）製、一次平均粒子径１６ｎｍ）１０質量部をメチルエチルケトン９０質量部中に添加して、高圧分散装置を用いて分散を行い、酸化珪素分散液を調製した。
【０２０５】
次いで、酸化珪素分散液１００質量部を３０℃に保温しながら攪拌して、無機酸としてホウ酸を０．１質量部添加した後、表面修飾剤としてテトラメトキシシラン３０質量部を添加して、３０℃で２時間保持して、テトラメトキシシランにより表面修飾した酸化珪素粒子１を調製した。
【０２０６】
〈応力緩和層用塗布液２の調製〉
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                          １００質量部
光反応開始剤（イルガキュア１８４（チバ・ジャパン（株）製））          ５質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）                                      ２４０質量部
シリコン化合物（ＢＹＫ−３０７（ビックケミージャパン社製））      ０．４質量部
シリコーン樹脂で表面修飾した酸化珪素粒子１（メチルエチルケトン分散液）の固形分として                                                              １００質量部
を調整した。
【０２０７】
（応力緩和層１）
上記の応力緩和層用塗布液２を、孔径０．４μｍのポリプロピレン製フィルタで濾過した後、これを、マイクログラビアコーターを用いて上記樹脂基材の平滑層上に窒素雰囲気下で塗布し、窒素雰囲気下で９０℃で乾燥の後、窒素雰囲気下で高圧水銀ランプを用い照射量を３００ｍＪ／ｃｍ２として塗布層を硬化させ、厚さ５００ｎｍの応力緩和層１を形成した。
【０２０８】
＜ガスバリア性フィルム２−６の作製＞
基材：ＰＥＴを熱安定化（アニール）処理した以外はガスバリア性フィルム２−５と同様にしてガスバリア性フィルム２−６を作製した。
【０２０９】
＜評価方法＞
（熱膨張係数）
熱膨張係数は測定する層を、下引き無しのＰＥＴフィルム上に実施例と同一条件で作製し、ＨＦＩＰ（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール）溶剤に室温で２４時間静置しＰＥＴを溶解した後、十分に同溶剤で洗浄を行い乾燥後、上述した、熱膨張係数の測定方法に従って測定した。
【０２１０】
（基材熱収縮率）
ＪＩＳ  Ｃ２３１８に基づき、１５０℃３０分のＭＤとＴＤ方向の各１０点の平均値の値が大きい方（熱的に不安定な方）を採用した。
【０２１１】
（水蒸気透過率）
得られたガスバリア性フィルム１−１〜１−７、２−１〜２−６について、上述した、Ｃａ測定方法で、水蒸気透過率を測定し、以下の評価基準で評価し、結果を表２に示す。
【０２１２】
（即時ＷＶＴＲ評価）
Ｃａ法により得られた水分量から、以下の５段階に分類して、水蒸気遮断性（ＷＶＴＲ）を評価した。
【０２１３】
６：水蒸気透過量が１×１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満である
５：水蒸気透過量が１×１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上、１×１０−４ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満である
４：水蒸気透過量が１×１０−４ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上、１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満である
３：水蒸気透過量が１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上、１×１０−２ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満である
２：水蒸気透過量が１×１０−２ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上、１×１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満である
１：水蒸気透過量が１×１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上である。
【０２１４】
（屈曲耐熱試験のＷＶＴＲ評価）
各試料について、８０℃５％環境にて、ガスバリア層形成面が外側になる様にして半径１０ｍｍの曲率で、１８０度の角度で１００回の屈曲を繰り返した後、上記と同様の方法で水蒸気透過率を測定し、屈曲をしなかった試料の水蒸気透過率（上記水蒸気遮断性の評価で得られた水蒸気透過率）から、下式に従って水蒸気遮断性劣化率を測定し、下記の基準に従って折曲耐性を評価した。
【０２１５】
水蒸気遮断性劣化率＝｛１−〔（屈曲試験後の水蒸気遮断度（＝水蒸気透過率の逆数））／屈曲なし試料の水蒸気遮断度（＝水蒸気透過率の逆数）〕｝×１００（％）
５：水蒸気遮断性劣化率が１０％未満
４：水蒸気遮断性劣化率が１０％以上、２０％未満
３：水蒸気遮断性劣化率が２０％以上、５０％未満
２：水蒸気遮断性劣化率が５０％以上、７０％未満
１：水蒸気遮断性劣化率が７０％以上
【０２１６】
【表２】
0005402818.tif 000004
【０２１７】
表２から明らかなように本発明のガスバリア性フィルムはガスバリア性が高いことが分かる。
【０２１８】
参考例１
実施例１で作製したガスバリア性フィルム１−１〜１−７、２−１〜２−６を用いて、各屈曲耐熱処理有り無しのガスバリア性フィルムを、それぞれ準備し、有機光電変換素子と有機ＥＬ素子を作製した。
【０２１９】
＜有機薄膜素子の作製方法＞
＜有機光電変換素子の作製方法＞
実施例１で作製したガスバリア性フィルムに、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を１５０ｎｍ堆積したもの（シート抵抗１０Ω／□）を、通常のフォトリソグラフィ技術と湿式エッチングとを用いて２ｍｍ幅にパターニングし第１の電極を作製した。
【０２２０】
パターン形成した第１の電極を、界面活性剤と超純水による超音波洗浄、超純水による超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０２２１】
この透明基材上に、導電性高分子であるＢａｙｔｒｏｎ  Ｐ４０８３（スタルクヴィテック社製）を膜厚が３０ｎｍになるように塗布乾燥した後、１５０℃で３０分間熱処理させ正孔輸送層を製膜した。
【０２２２】
これ以降は、基材を窒素チャンバー中に持ち込み、窒素雰囲気下で作製した。
【０２２３】
まず、窒素雰囲気下で上記基材を１５０℃で１０分間加熱処理した。次に、クロロベンゼンにＰ３ＨＴ（プレクトロニクス社製：レジオレギュラーポリ−３−ヘキシルチオフェン）とＰＣＢＭ（フロンティアカーボン社製：６，６−フェニル−Ｃ６１−ブチリックアシッドメチルエステル）を３．０質量％になるように１：０．８で混合した液を調製し、フィルタでろ過しながら膜厚が１００ｎｍになるように塗布を行い、室温で放置して乾燥させた。続けて、１５０℃で１５分間加熱処理を行い、光電変換層を製膜した。
【０２２４】
次に、上記一連の機能層を製膜した基材を真空蒸着装置チャンバー内に移動し、１×１０−４Ｐａ以下まで真空蒸着装置内を減圧した後、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒でフッ化リチウムを０．６ｎｍ積層し、更に続けて、２ｍｍ幅のシャドウマスクを通して（受光部が２×２ｍｍに成るように直行させて蒸着）、蒸着速度０．２ｎｍ／秒でＡｌメタルを１００ｎｍ積層することで第２の電極を形成した。
【０２２５】
得られた各々の有機光電変換素子を窒素チャンバーに移動し、封止用キャップとして実施例１で作製したガスバリア性フィルムの同じ試料同士を組み合わせてＵＶ硬化樹脂を用いて封止を行って、受光部が２×２ｍｍサイズの有機光電変換素子１−１〜１−７、２−１〜２−６を作製した。
【０２２６】
＜有機ＥＬ素子の作製方法＞
実施例１で作製したガスバリア性フィルムの上に厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（インジウムチンオキシド）をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、第１電極層を形成した。なお、パターンは発光面積が５０ｍｍ平方になるようなパターンとした。
【０２２７】
〈正孔輸送層の形成〉
第１電極層が形成されたガスバリア性フィルムの第１電極層の上に、以下に示す正孔輸送層形成用塗布液を押出し塗布機で塗布した後、乾燥し正孔輸送層を形成した。正孔輸送層形成用塗布液は乾燥後の厚みが５０ｎｍになるように塗布した。
【０２２８】
正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に、ガスバリア性フィルムの洗浄表面改質処理を、波長１８４．９ｎｍの低圧水銀ランプを使用し、照射強度１５ｍＷ／ｃｍ２、距離１０ｍｍで実施した。帯電除去処理は、微弱Ｘ線による除電器を使用し行った。
【０２２９】
（塗布条件）
塗布工程は大気中、２５℃相対湿度５０％の環境で行った。
【０２３０】
（正孔輸送層形成用塗布液の準備）
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製  Ｂｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＡＩ  ４０８３）を純水で６５％、メタノール５％で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として準備した。
【０２３１】
（乾燥および加熱処理条件）
正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ１００ｍｍ、吐出風速１ｍ／ｓ、幅手の風速分布５％、温度１００℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置を用い温度１５０℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。
【０２３２】
〈発光層の形成〉
引き続き、正孔輸送層迄を形成したガスバリア性フィルムの正孔輸送層の上に、以下に示す白色発光層形成用塗布液を押出し塗布機で塗布した後、乾燥し発光層を形成した。白色発光層形成用塗布液は乾燥後の厚みが４０ｎｍになるように塗布した。
【０２３３】
（白色発光層形成用塗布液）
ホスト材のＨ−Ａを１．０ｇと、ドーパント材Ｄ−Ａを１００ｍｇ、ドーパント材Ｄ−Ｂを０．２ｍｇ、ドーパント材Ｄ−Ｃを０．２ｍｇ、１００ｇのトルエンに溶解し白色発光層形成用塗布液として準備した。
【０２３４】
【化２】
0005402818.tif 000005
【０２３５】
（塗布条件）
塗布工程を窒素ガス濃度９９％以上の雰囲気で、塗布温度を２５℃とし、塗布速度１ｍ／ｍｉｎで行った。
【０２３６】
（乾燥および加熱処理条件）
白色発光層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ１００ｍｍ、吐出風速１ｍ／ｓ、幅手の風速分布５％、温度６０℃で溶媒を除去した後、引き続き、温度１３０℃で加熱処理を行い、発光層を形成した。
【０２３７】
〈電子輸送層の形成〉
引き続き、発光層迄を形成したのち、以下に示す電子輸送層形成用塗布液を押出し塗布機で塗布した後、乾燥し電子輸送層を形成した。電子輸送層形成用塗布液は乾燥後の厚みが３０ｎｍになるように塗布した。
【０２３８】
（塗布条件）
塗布工程は窒素ガス濃度９９％以上の雰囲気で、電子輸送層形成用塗布液の塗布温度を２５℃とし、塗布速度１ｍ／ｍｉｎで行った。
【０２３９】
（電子輸送層形成用塗布液）
電子輸送層はＥ−Ａを２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール中に溶解し０．５質量％溶液とし電子輸送層形成用塗布液とした。
【０２４０】
【化３】
0005402818.tif 000006
【０２４１】
（乾燥および加熱処理条件）
電子輸送層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ１００ｍｍ、吐出風速１ｍ／ｓ、幅手の風速分布５％、温度６０℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理部で温度２００℃で加熱処理を行い、電子輸送層を形成した。
【０２４２】
（電子注入層の形成）
引き続き、形成された電子輸送層の上に電子注入層を形成した。まず、基材を減圧チャンバーに投入し、５×１０−４Ｐａまで減圧した。あらかじめ、真空チャンバーにタンタル製蒸着ボートに用意しておいたフッ化セシウムを加熱し、厚さ３ｎｍの電子注入層を形成した。
【０２４３】
（第２電極の形成）
引き続き、形成された電子注入層の上に第１電極の上に取り出し電極になる部分を除き、形成された電子注入層の上に５×１０−４Ｐａの真空下にて第２電極形成材料としてアルミニウムを使用し、取り出し電極を有するように蒸着法にて、発光面積が５０ｍｍ平方になるようにマスクパターン成膜し、厚さ１００ｎｍの第２電極を積層した。
【０２４４】
（裁断）
第２電極まで形成したガスバリア性フィルムを、再び窒素雰囲気に移動し、規定の大きさに裁断し、有機ＥＬ素子１−１〜１−７、２−１〜２−６を作製した。
【０２４５】
（断裁の方法）
断裁の方法として、特に限定するところではないが、紫外線レーザー（例えば、波長２６６ｎｍ）、赤外線レーザー、炭酸ガスレーザー等の高エネルギーレーザーによるアブレーション加工で行うことが好ましい。ガスバリア性フィルムは割れやすい無機の薄膜を有しているため、通常のカッターで断裁すると断細部で亀裂が発生することがある。素子の断裁だけでなく、ガスバリア性フィルム単体での断裁も同様である。更には無機層表面に有機成分を含む保護層を設置することでも断裁時のヒビ割れを抑制することが可能である。
【０２４６】
（電極リード接続）
作製した有機ＥＬ素子に、ソニーケミカル＆インフォメーション素子株式会社製異方性導電フィルムＤＰ３２３２Ｓ９を用いて、フレキシブルプリント基材（ベースフィルム：ポリイミド１２．５μｍ、圧延銅箔１８μｍ、カバーレイ：ポリイミド１２．５μｍ、表面処理ＮｉＡｕメッキ）を接続した。
【０２４７】
圧着条件：温度１７０℃（別途熱伝対を用いて測定したＡＣＦ温度１４０℃）、圧力２ＭＰａ、１０秒で圧着を行った。
【０２４８】
（封止）
電極リード（フレキシブルプリント基材）を接続した有機ＥＬ素子を、市販のロールラミネート装置を用いて封止部材を接着し、有機ＥＬ素子１０１を製作した。
【０２４９】
なお、封止部材として、実施例１で作製したガスバリア性フィルムの同じ試料同士を組み合わせるようにして、ドライラミネーション用の接着剤（２液反応型のウレタン系接着剤）を用いラミネートした（接着剤層の厚み１．５μｍ）ものを用いた。
【０２５０】
上記ドライラミネーション用の接着剤は、バリア層面に熱硬化性接着剤を、ディスペンサを使用して厚み２０μｍで均一に塗布した構成物を用いた。
【０２５１】
熱硬化接着剤としては以下のエポキシ系接着剤を用いた。
【０２５２】
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）
ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）
エポキシアダクト系硬化促進剤
しかる後、封止基板を、取り出し電極および電極リードの接合部を覆うようにして密着・配置して、圧着ロールを用いて圧着条件、圧着ロール温度１２０℃、圧力０．５ＭＰａ、装置速度０．３ｍ／ｍｉｎで密着封止した。
【０２５３】
＜評価方法＞
＜有機電子素子の評価＞
評価は以下の基準で各素子をランク付けした。実用可能範囲は○以上である。
【０２５４】
（有機光電変換素子：ＯＰＶのランク）
ソーラーシミュレーター（ＡＭ１．５Ｇフィルタ）の１００ｍＷ／ｃｍ２の強度の光を照射し、有効面積を４．０ｍｍ２にしたマスクを受光部に重ね、ＩＶ特性を評価することで、短絡電流密度Ｊｓｃ（ｍＡ／ｃｍ２）、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）およびフィルファクターＦＦ（％）を、同素子上に形成した４箇所の受光部をそれぞれ測定し、下記式１に従って求めたエネルギー変換効率ＰＣＥ（％）の４点平均値を見積もった。
【０２５５】
（式１）
ＰＣＥ（％）＝〔Ｊｓｃ（ｍＡ／ｃｍ２）×Ｖｏｃ（Ｖ）×ＦＦ（％）〕／１００ｍＷ／ｃｍ２
ガスバリア性フィルムの屈曲耐熱試験無しに対して、屈曲耐熱試験有りのフィルムを用いた場合の変換効率維持率を算出し以下の様にランク付けを行った。
【０２５６】
変換効率維持率＝屈曲耐熱試験済みフィルムを用いた素子の変換効率／屈曲耐熱試験無しのフィルムを用いた素子の変換効率×１００（％）
◎：９０％以上
○：６０％以上、９０％未満
△：２０％以上、６０％未満
×：２０％未満
（有機ＥＬ素子：ＯＬＥＤのランク）
（黒点の評価）
試料に１ｍＡ／ｃｍ２の電流を印加し、３００時間連続発光させた後、１００倍のマイクロスコープ（株式会社モリテックス製ＭＳ−８０４、レンズＭＰ−ＺＥ２５−２００）でパネルの一部分を拡大し、撮影を行った。撮影画像を２ｍｍ四方に切り抜き、目視で観察を行い、黒点の状況を調べ、ガスバリア性フィルムの屈曲耐熱試験無しに対して、屈曲耐熱試験有りのフィルムを用いた場合の性能維持率を算出して以下のランク付けを行った。
【０２５７】
３００時間寿命維持率＝屈曲耐熱試験済みフィルムを用いた素子で発生した黒点の面積／屈曲耐熱試験無しのフィルムを用いた素子で発生した黒点の面積×１００（％）
◎：９０％以上
○：６０％以上、９０％未満
△：２０％以上、６０％未満
×：２０％未満
★：ＳｉＮ層バリア／ＰＩフィルムの構成は可視光透過率が低くＯＰＶ＆ＯＬＥＤに不適合
試料１−１〜１−７、２−１〜２−６の評価結果を表３に示す。
【０２５８】
【表３】
0005402818.tif 000007
【０２５９】
また、本発明のガスバリア性フィルムを用いた素子は屈曲耐熱試験を実施しても、有機電子素子の性能が殆ど変化しない。すなわち、高いガスバリア性と屈曲性と耐熱性の全てを満足していることが分かる。
【符号の説明】
【０２６０】
１  プラズマＣＶＤ装置
２  チャンバー
３  下部電極
４  上部電極
５  プラズマ発生装置
６  排気弁
７  排気装置
８  ガス導入口
９ａ，９ｂ，９ｃ  原料ガス供給源
９ｄ、９ｅ  有機珪素化合物供給源
１０Ａ  モノマー流量計
１０Ｂ  気化器
１１  有機電子素子
１２  ガスバリア性フィルム
１３  第一電極
１４  有機機能層
１５  第二電極
１６  基材
【図１】
0005402818.tif 000008
【図２】
0005402818.tif 000009